کارخانه روغن کشی کشت و صنعت شمال

فهرست مطالب
پيشگفتار 3
مقدمه 4
اهميت اقتصادي چربيها و روغنها در جهان و ايران 5
تاريخچه روغن نباتي در ايران 5
فصل اول
1 – 1 تاريخچه كارخانه كشت و صنعت شمال 7
1 –2 توليدات اصلي و جانبي كارخانه كشت و صنعت 8
1 – 3 شرح توليدات اصلي و جانبي 8
1 – 4 محصولات جانبي كارخانه‌هاي روغن‌كشي 9
1 – 5 تركيبات شيميايي چربيها در روغنها 10
1 – 6 مراحل تهيه روغن‌هاي نباتي 10
1 – 7 علّت هيدروژناسيون 13
1 – 8 واكنش هيدروژناسيون كلي 13
1 – 9 جزئيات مراحل و دستگاهها 13
1 – 10 نقش گاز 15
1 – 11 تعريف كاتاليست 15
1 – 12 فاكتورهاي مهم در هيدروژناسيون 16
13 – 1 عمل آوري هيدروژناسيون 20
1 – 14 انواع هيدروژنه كردن 21
الف) هيدروژنه كردن انتخابي 21
فصل دوم
2 – 1 تبديل لوبياي سويا به روغن 23
2 – 2 ذخيره سازي 23
2 – 3 مراحل آماده سازي 27
2 – 4 استخراج 28
2 – 5 حلال گيري 30
2 – 6 صمغ گيري و جدا كردن لستين 30
2 – 8 موازنه مواد سويا براي استخراج با حلال 32
2 – 9 تبديل فرآورده‌هاي روغني 32
2 – 10 تصفيه قليايي 33
2 – 11 بي رنگ كردن 34
2 – 12 هيدروژناسيون 35
2 – 13 بي بو كردن 37
2 – 14 فرآورده‌هاي روغني سويا 41
2 – 15 كاربردهاي پروتئين‌هاي سويا: 41
2 – 15 حلاليت ايزوله ها 49
2 – 16 دناتوراسيون 50
2 – 17 تركيب اسيد آمينه 57
2 – 18 لوبياي سوياي كامل 57
2 – 19 فرآورده‌هاي پروتئيني لوبياي سوياي فرآيند شده 58
2 – 20 دستگاه جداسازي 60
2 – 21 امولسيفيكاسيون 69
2 – 22 جذب چربي 71
2 – 23 جذب آب 72
2 – 24 بافت 75
2 – 24 تشكيل خمير 82
2 – 25 تشكيل فيلم يا لايه نازك 82
2 – 26 كنترل رنگ 83
2 – 27 هوادهي 84
منابع 85

پيشگفتار
واحدهاي روغن كشي بر اساس نزديكي –  ماده اوليه بخصوص تخم پنبه احداث مي‌شوند كه اين مناطق بيشتر در استانهاي مازندران، گيلان و خراسان مي‌باشند. يكي از اين واحدهاي روغن كشي كشور كارخانه روغن كشي كشت و صنعت شمال واقع در استان مازندران، شهرستان ساري (در دوازده كيلومتر شهر ساري) مي‌باشد.
اين كارخانه در سه شيفت كار مي‌كند و داراي سيستم بازيابي فاضلاب و تصفيه آب مي‌باشد كه پسابهاي بازيابي شده جهت شروب نمودن زمينهاي مزروعي كارخانه استفاده مي‌شود.
اين كارخانه روغن كشي دو واحدي مي‌باشد كه واحد شماره 1 آن نيز (كشت و صنعت شمال) توليد روغن و واحد شماره 2 آن (ام. ام) صابون پزي است.
به طوري كه گفته شد محصول اصلي كارخانه كشت و صنعت شمال، روغن نباتي است كه به دو صورت دان و جامد عرضه مي‌گردد و در كنار اين محصول اصلي، محصول فرعي، خلط صابون توليد شده نيز در واحد 2 به صابون تبديل مي‌شود. واحد توليد گاز اكسيژن و هيدروژن در داخل كارخانه وجود دارد كه گاز هيدروژن توليد شده، جهت پروسس هيدروژناسيون صورت مي‌گيرد و اكسيژن توليدي در مخازن پر شده و جهت استفاده بخشهاي خصوصي و دولتي به خارج از كارخانه برده مي‌شود.
در ضمن طرح توسعه كارخانه نيز در دست اقدام است كه تا حدودي اجرا گرديده، ولي هنوز مورد بهره برداري قرار نگرفته است. و لازم به تذكر است كه مديريت كارخانه تحت نظارت بانك صنعت و معدن مي‌باشد و محصول توليدي كارخانه با نام (( روغن غنچه )) به بازار عرضه مي‌گردد.

مقدمه
روغنها و چربيها از زمانهاي بسيار دور يكي از اجزا اصلي و مهم تشكيل دهنده غذاي انسان بوده است. كه يك گرم آن در حدود 2/9 كيلوكالري انرژي در بدن توليد مي‌كند. همچنين غذاي طبخ شده در روغن و چربي مزه و طعم مطلوبي را در بر خواهد داشت.
با تغيير ساختار اجتماعي در دوراني كه ما در آن زندگي مي‌كنيم، دگرگوني و چگونگي توليد مواد مورد نياز جامعه به خصوص مواد غذايي امري اجتناب ناپذير است در حال حاضر با توسعه كشت دانه‌ها و ميوه‌هاي روغني فقط 15 % از نياز چربي و روغن مصرفي مردم را مي‌توانيم تامين نمائيم. از اين جهت بايد ميزان قابل ملاحظه اي روغن خام از خارج وارد كشور شود، لذا براي افزايش راندمان استخراج روغن از منابع روغن و تصفيه روغن نياز به تكنولوژي جديد روغن مي‌باشد.
در كشورهاي صنعتي يك نفر در طول عمر خود در حدود 3 تن روغن و چربي مصرف مي‌كند كه بيش از نصف اين مقدار به صورت روغن يا چربي غير قابل رويت موجود در مواد غذايي مانند پنير، سوسيس، كالباس، گوشت و نظير اينها مي‌باشد.

اهميت اقتصادي چربيها و روغنها در جهان و ايران
غذا مسئله مهمي است كه نياز انسانها را برطرف مي‌كند. كار اساسي كشاورزان و كارخانه‌هاي صنايع غذايي اين است كه نياز مواد غذايي انسانها را تامين كنند. با توجه به افزايش رشد جمعيت در جهان نياز به مواد غذايي نيز افزايش مي‌يابد و همزمان بايد تقاضاي مواد غذايي مورد نياز مردم با امكانات و شرايط موجود تامين شود.
تاريخچه روغن نباتي در ايران
تا حدود سال 1330 از روغن حيواني استفاده مي‌كرديم و بعد از اين تدريجاً با افزايش جمعيت و كمبود توليد روغن حيواني افزايش قيمت باعث گرديد كه از روغن نباتي استفاده نمايند كه از هلند و آمريكا وارد مي‌كنند. از سال 1331 تا 1344 با شرايطي كه در ايران انجام شده بود تجار و صنعتگران شروع به آوردن كارخانه‌هاي روغن نباتي نمودند تا در عرض 12 تا 13 سال كارخانه در ايران شروع به كار نمود و روغن نباتي جامد هم از خارج وارد مي‌كردند و همه اين كارخانه‌ها از پنه دانه استفاده مي‌كردند. در سال 1346 دولت ورود روغن نباتي جامد را غير مجاز اعلام كرد و رقابتي بين كارخانه‌ها به وجود آمد و سطح توليد بالا رفت و بعضي‌ها شكست خوردند و بعضي‌ها هم در كارشان موفق شدند. مثلاً يكي از كارخانه‌هاي روغن نباتي، پارس (قو) است كه در سال 1339 تاسيس شد و توليد آن در روز 15 تا 20 تن بود و امروزه بيشتر از 600 تن در روز توليد مي‌كند.
در حال حاضر در ايران در حدود 16 كارخانه روغن نباتي داريم بعضي از اين كارخانه‌ها در حدود 300 تن توليد دارند.

مثلاً: 1 – روغن نباتي پارس (قو، اطلس)
2 – روغن نباتي بهشهر (شاه پسند، بهار، مايع لادن)
3 – روغن نباتي ورامين
4 – فاز اصفهان
5 – شيراز (نرگس)
6 – روغن نباتي جهان
تا قبل از سال 1345 از پنبه دانه استفاده مي‌كردند و بعد از آن از روسيه، بلغارستان، روماني روغن نيمه تصفيه آفتابگردان وارد مي‌نمودند و بعد از آن در نتيجه نياز، روغن سويا از آمريكا جنوبي و ايالات متحده وارد نمودند به طوريكه الان نزديك 100 % مواد خام از دانه سويا است و از آرژانتين و برزيل وارد مي‌نمايند و بعد از آن شركت سهامي توسعه كشت دانه‌هاي روغني آمدند و كشاورزان را در كشت دانه سويا و آفتابگردان تشوق نمودند ولي با وجود اينها كفاف مصرف را نكرد و در اين سالهاي اخير در حدود 6 تا 5/6 درصد روغن توليدي ايران در داخل ايران توليد مي‌شود و بقيه از خارج وارد مي‌شود.( در سال 1362)
فصل 1
1 – 1 تاريخچه كارخانه كشت و صنعت شمال
در سال 1355 همزمان با اجراي طرح و نصب ماشين آلات، به سبب بازده كم مالي طرح اوليه، موضوع توسعه ظرفيت واحد به منظور بهره گيري بيشتر از هزينه‌هاي ثابت طرح و افزايش سود آوري آن مورد مطالعه قرار گرفت و سپس براي تهيه طرح تكميلي جهت افزايش ظرفيت توليد روزانه تا ميزان 250 تن روغن نباتي و متعاقب آن سفارش و نصب ماشين آلات مربوطه اقدام گرديد. اين طرح علاوه بر توسعه واحد تصفيه روغن، توسعه واحد روغن كشي را نيز از طريق احداث خطوط روغن كشي دانه سويا و آفتابگردان (علاوه بر پنبه دانه) در بر مي‌گرفت كه به واسطه برخي نارساييها و محدوديتهاي ارزي با تدارك تعدادي از ماشين آلات در نيمه راه باقي مانده است.
واحد شماره 2 در داخل شهر ساري قرار داشته و داراي قدمتي بيش از 47 سال مي‌باشد. اين واحد در ابعاد كوچكي شامل قسمتهاي پنبه پاك كني، روغن كشي پنبه دانه، تصفيه روغن خام و صابون سازي بوده است، كه در حال حاضر به سبب فرسودگي بيش از حد ماشين آلات قسمتهاي پنبه –   پاك كني صابون سازي و تصفيه با ظرفيتهاي كمتر قابل بهره گيري بوده و قسمت روغن كشي به طور كلي از زنجيره توليد خارج گرديده است. واحد شماره 2 به علت قرار گرفتن در داخل شهر ساري از طرف سازمان حفظ محيط زيست منطقه ملزم به انتقال و تعطيل در محل فعلي مي‌باشد. پساب صنعتي آلوده بوي نامطبوع حاصل از خلط صابون، پرزهاي معلق پنبه و ساير آلودگي‌هاي ناشي از احتراق ديگهاي بخار در هواي محيط از يكسو، و روشهاي قديمي و غير اقتصادي توليد روغن و صابون از سوي ديگر از عوامل تشديد كننده مساله مي‌باشد.
پروانه توليد، دانش فني و برخي ماشين آلات و تجهيزات قابل استفاده اين واحد به عنوان موارد قابل بهره‌گيري در طرح جامع شركت (توسعه واحد يك) مد نظر قرار گرفته اند.
1 –2 توليدات اصلي و جانبي كارخانه كشت و صنعت
توليدات كارخانجات كشت و صنعت شمال را مي‌توان به دو گروه محصولات اصلي و محصولات جانبي (by–product) تقسيم بندي نمود. پنبه محلوج، روغن نباتي جامد و صابون رختشوئي محصولات اصلي ولينترجين، زيرجين، لينترهاي 1 و 2، پوسته و كنجاله، محصولات جانبي واحد2 را تشكيل مي‌دهند، در واحد يك نيز روغن نباتي، به عنوان محصول اصلي و لينترهاي 2 و 1، پوسته، كنجاله، خلط صابون، گليسيرين و اسيدهاي چرب و اكسيژن به عنوان محصولات جانبي، توليد مي‌شود. ضمناً در واحد يك، قوطيهاي حلبي مورد نياز جهت بسته بندي روغنهاي نباتي نيز در ظرفيتهاي مختلف (2، 4، 10 پوند و 17 كيلو) توليد مي‌گردد. در اين بخش شرح مشخصات، استانداردها و موارد مصرف توليدات كارخانجات ارائه گرديده است.
1 – 3 شرح توليدات اصلي و جانبي
الف – پنبه محلوج:
عبارت است از الياف طبيعي گياه پنبه كه از جدا سازي وش  به پنبه محلوج بدست مي‌آيد. مقدار پنبه بدست آمده صرف نظر از درجه بندي آن 33 درصد وزن وش را تشكيل مي‌دهد.
ب – روغن نباتي:
عبارت است از روغن خوراكي بدست آمده از دانه‌هاي روغني از قبيل دانه پنبه، سويا، آفتابگردان، زيتون، ذرت، بادام زميني، خرما، انگور، گوجه فرنگي، نارگيل و ….. كه به دو صورت جامد    (هيدروژنه) و مايع (اشباع شده) مورد عرضه و مصرف قرار مي‌گيرد. مقدار روغن موجود در دانه هائي نظير پنبه دانه 17 تا 23 درصد، سويا 14 تا 23 درصد، آفتابگردان 28 تا 35 درصد و خرما 50 تا 70 درصد وزني را تشكيل مي‌دهد كه البته جدا سازي تمامي مقادير مذكور ميسر (يا اقتصادي) نبوده و براي مثال حدود 16 درصد روغن پنبه دانه در روشهاي معمول جداسازي  (OR SOLVENI MILLING EXTRACTION) قابل استحصال مي‌باشد.
ج – صابون رختشوئي:
ماده پاك كننده اي است (قديمي ترين ماده شوينده شناخته شده) كه از نمك حاصل از تركيب اسيدهاي چرب با مواد قليائي نظير سود بدست مي‌آيد.
اسيدهاي چرب مورد استفاده در صابون سازي مي‌تواند از خلط صابون (TRIGLYCERIDE) حاصل از تصفيه روغن خام نيز بدست آيد.
با افزايش توسعه تكنولوژي روغن در جهان، تاثير چنداني در مصرف روغن كشورمان نداشته است. اما در ايران الگوي مصرف چربيها وروغنها در 30 سال گذشته تغيير كرده است چربيهاي هيدروژنه 76 %، كره 14% و روغن مايه 10 %.
1 – 4 محصولات جانبي كارخانه‌هاي روغن‌كشي
پس از مرحله روغن كشي از دانه‌هاي روغني محصول باقيمانده كنجاله ناميده مي‌شود كه يكي از مهمترين مواد تامين كننده، تغذيه دام و طيور به شمار مي‌آيد. با توجه به كمبود شديد خوراك دام در ايران كه بايد در هر سال بيش از 500 هزار تن انواع علوفه از خارج وارد كشور شود، اهميت كنجاله بيشتر احساس مي‌گردد. بهترين نوع كنجاله براي نام كنجاله، سويا مي‌باشد. زيرا حاوي 50 % پروتئين است. كنجاله آفتابگردان نيز از كيفيت خوبي برخوردار است.
1 – 5 تركيبات شيميايي چربيها در روغنها
ساختار شيميايي چربيها تري اسيل گليسيريد مي‌باشد كه سه مولكول اسيد چرب با يك مولكول گليسرول (الكل سه ظرفيتي) طي واكنش استري شدن تركيب شده باشد.
H                                                       H           O
H – C – OH                                        H – C – O – C – R
H – C – OH     + 3RCOOH                H – C – O – C – R    + 3H2O
H – C – OH                                         H – C – O – C – R
H                                                        H           O
تفاوت چربيها و روغنها بستگي به تركيب نوع اسيد چرب تشكيل دهنده ساختار تري اسيل گليسيريد دارد. اصطلاح چربي براي موادي است كه در دماي معمولي جامد هستند و روغنها كه به طبع در دماي معمولي مايع هستند. اگر سه اسيد چرب يكسان باشند محصول تري گليسيريد ساده است و اگر سه تا مختلف باشند، تري گليسيريد مخلوط نام دارد. اسيدهاي چرب كه در طبيعت وجود دارند داراي اتم زوج به استثناي ايزو و الريك اسيد مي‌باشند.
1 – 6 مراحل تهيه روغن‌هاي نباتي
الف) استخراج
ب) پالايش
ج) بي رنگ كردن
د) هيدروژناسيون

1 – استخراج:
استخراج به دو طريقه انجام مي‌شود.
الف: فشردن مكانيكي كه عبارتند از پاره كردن سلولهاي نباتي محتوي چربي كه معمولاً به وسيله گرما و سپس فشردن آن زير فشار قوي است.
ب: استخراج با حلال كه مستلزم غوطه ور ساختن دانه‌هاي روغني در داخل مايعي است كه       مي‌تواند يك مشتق نفتي، يا يك مايع غير قابل استعمال، معمولاً هيدروكربن كلردار بوده و چربي استخراج شده را جمع آوري مي‌نمايند.
2 – پالايش:
روغن نباتي خام بدست آمده از روش فشردن مكانيكي يا استخراج با حلال خالص نبوده بلكه با مواد همراه است. براي جدا نمودن اين ناخالص‌ها بايد آنرا پالايش نمود.
مراحل پالايش روغن خام
الف: مرحله اول عمليات پالايش
ب: جدا كردن روغن
ج: شستشوي روغن تصفيه شده
3 – بي رنگ كردن: (post Biea  chihg)
در اغلب عمليات تكنولوژيكي حذف رنگ از روغن‌ها و چربي‌هاي بدون توجه به منبع و منشا آنها مطلوب تشخيص داده شده است در عمليات بي رنگ كردن چربي‌ها از خواص ويژه خاك رس استفاده مي‌شود.
روغن فيلتر شده، جهت نيكل گيري و رنگبري به خود، به قسمت بيرنگ مرحله دوم برده مي‌شود. در اين مرحله  15 kg خاك سنگين (رنگبر، توسنيل) به همراه  10 kg خاك سبك (پرليت) به همراه  2.5 kg اسيد سيتريك با روغن مخلوط شده (توسط آب گرم) و به كمپرسور مي‌روند. اين عمل تحت خلاء انجام مي‌شود و به اين وسيله مواد زائد داخل روغن نيز جدا مي‌شود. وجود اسيد سيتريك باعث ايجاد كمپلكسي از اسيد و نيكل در داخل تانك شده و در مرحله بعدي توسط فيلتراسيون، كمپلكس فوق جدا مي‌شود و هدف اصلي اين مرحله نيز نيكل گيري مي‌باشد.
4 – هيدروژناسيون: (HYDROGENATION)
روغنهاي مايع كه به مقدار فراوان به بازارهاي جهان عرضه مي‌شوند براي مصرف مستقيم نامناسبند و قابليت نگهداري آنها نيز با اقتصاد جديد كه وجود مقداري ذخيره را ضروري مي‌داند مطابقت     نمي كند.